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TPU薄膜|TPU涂层布|TPU复合布|TPU夹网布的介绍以及

作者: admin 时间:2017-09-05 来源:未知
摘要:TPU涂层布(tpu复合布、tpu夹网布):有內胶层、织物增强层和外胶层组成,织物增强层由聚酯纤维编织形成,内、外胶层在织物增强层双面涂覆聚氨酯形成,结合聚酯纤维编织层和聚氨...

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TPU涂层布(tpu复合布、tpu夹网布):有內胶层、织物增强层和外胶层组成,织物增强层由聚酯纤维编织形成,内、外胶层在织物增强层双面涂覆聚氨酯形成,结合聚酯纤维编织层和聚氨酯形成一种新型材料。(聚氨酯由聚物多元醇软段与二异氰酸酯—扩链硬段构成的线性嵌段共聚物,聚氨酯可以被流延、吹膜、压延或涂层做成薄膜具有弹性好、强韧、耐磨、耐寒性好、环保无毒的优越特性)
Tpu涂层布(tpu复合布、tpu夹网布)最终的特性是由表面涂覆的聚氨酯的性能决定的。
一、TPU特性
1耐磨性能:较天然橡胶耐磨五倍以上,是耐磨制品的首选材料之一
2拉伸性能:拉伸强度高达70MPa,断裂伸长率可高达800%。
3撕裂性能:TPU薄膜具有较高的抗撕裂能力,撕裂强度比常用的橡塑胶优异
4曲折性能:TPU制品在不同环境下都可以保持极佳的耐曲折性,为高分子材料中最佳选择之一
5耐水解性:TPU在浑浊下耐水性能良好,1—2年不会发生明显水解(聚酯系列在50摄氏度的水中浸泡半年或70摄氏度浸泡3周或100摄氏度浸泡3—4天会完全水解,这也是TPU薄膜适合做环保材料的原因之一)
6抗高温与抗氧化:TPU抗氧化能力良好,一般聚酯系列耐温性可达130摄氏度,聚醚系列耐温可达90摄氏度
7耐油与耐药品性:TPU是一种强极性高分子材料,和非极性矿物油的亲和性很小,在燃料油和机械油中几乎不受侵蚀,其中,tpu产品中又以聚酯系列的产品耐油性较佳
8低温性能:TPU薄膜具有非常好的耐低温性,通常能达到零下40摄氏度,是PVC的良好替代品
9气密性:TPU非常容易利用高周波或是热压来熔接,因此广泛应用在充气制品上。一般来说,聚酯系列制品气密性比聚醚系列更好。
10生物医学性能:TPU薄膜具有极佳的生物相容性,无毒,无过敏反应性,无局部刺激性,无致热源性,因此广泛应用于医疗,卫生等相关产品以及运动、保护器材上 
二、TPU分类
TPU的软质段可使用多种的聚醇,大致上可分为聚醚系类和聚酯系类两种
聚醚型(Ether):高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好。
聚酯型(Ester):较好的拉伸性能、挠曲性能、耐磨损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。
聚氨酯软质段的差异,对物性形成的影响如下:
抗拉强度   聚酯系类>聚醚系类
撕裂强度   聚酯系列>聚醚系列
耐磨耗性   聚酯系类>聚醚系列
耐药品性   聚酯系列>聚醚系列
耐高温性   聚酯系类>聚醚系列
透明性     聚酯系列>聚醚系列
耐菌性     聚酯系列<聚醚系列
湿气蒸发性 聚酯系列<聚醚系列
低温冲击性 聚醚系列<聚醚系列
三、聚酯系类和聚醚系列聚氨酯的差别
1、 生产原料及配方差异
(1) 聚醚型聚氨酯的生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)/1,4—丁二醇(BDO),其中MDI的用量约在40%左右,PTMEG约占40%,BDO约占20%。
(2) 聚酯型聚氨酯生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4—丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI的用量约在40%,AA约占35%,BDO约在25%
2、 分子质量分布及影响
聚醚的相对质量分布遵循Poisson几率方程,相对分子质量分布较窄;聚酯二元醇的相对分子质量分布则服从Flory几率分布,相对分子质量分布较宽。
软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响,一般来说,假定聚氨酯分子量相同,其软段若为聚酯,则聚氨酯的强度随作聚酯二醇分子量的增加而提高;若软段为聚醚,则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降,不过伸长率却上升。这是因为聚酯型软段本身极性就较强,分子量大则结构规整性高,对改善强度有利,而聚醚软段则极性较弱,若分子量增大,则聚氨酯中硬段的相对含量就减小,强度下降。
3、 力学性能比较
聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不相同。极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。因为,聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基,这种聚氨酯内部不仅硬段间能够形成氢键,而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键,使硬相能更均匀地分布于软相中,起到弹性交联点的作用。在室温下某些聚酯可形成软段结晶,影响聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。
4、 水解稳定性比较:
聚酯型热塑性聚氨酯用碳化二亚胺进行保护后,耐水解性有所提高。聚醚酯型热塑性聚氨酯和聚醚型热塑性聚氨酯在高温下的耐水解性最好。
聚酯易受水分子的侵袭而发生断裂,且水解生成的酸又能催化聚酯进一步水解。聚酯种类对弹性体的物理性能及耐水性能有一定的影响。随聚酯二醇原料中亚甲基数目的增加,制得的聚酯型聚氨酯弹性体的耐水性提高。酯基含量较小,其耐水性也较好。同样,采用长链二元酸合成的聚酯,制得的聚氨酯弹性体的耐水性比短链二元酸的聚酯型聚氨酯好。
5、 耐微生物性比较
聚酯型软质热塑性聚氨酯与潮湿的土壤长时间接触,会被微生物侵蚀,而聚醚型软质或硬质热塑性聚氨酯以及聚醚型热塑性聚氨酯或硬质热塑性聚氨酯通常不会受到微生物侵蚀。
四、产生差异原因的分析
1、 聚醚多元醇:
聚醚多元醇是在分子主链结构上含有醚键、端基带有羟基的醇类聚合物或齐聚物。因其结构中的醚键内聚能较低,并易于旋转,故由他制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好,耐水解性能优良,虽然机械性能不如聚酯多元醇基聚氨酯,但手感性好。体系粘度低,易与异氰酸酯、助剂等组分互溶,加工性能优良。
2、 聚酯多元醇
聚醚多元醇主要是由二元羟酸和二元以上醇类化合物进行缩聚反应生成的产物,其结构特性是在分子主链上含有酯基、在端基上具有羟基的大分子醇类,分子量一般为500—3000.
由聚酯多元醇为基础的聚氨酯材料,通常都具有力学机械性能好,耐油、抗磨性能优越等特点,但他们的耐水解性能较差,低温柔顺性差,其制品的手感,尤其低温时的手感不如聚醚多元醇基聚氨酯柔软。聚酯多元醇的内聚能大,室温下多为蜡状固体,加热熔融后的粘度较大,他们与聚氨酯合成中所用的其他原料组分的互溶性远不如聚醚多元醇好。
3、 柔性链段
在原料化学配比一定的情况下,改变柔性链段的长度,对于不同软段类型弹性体性能的影响是不一样的。软段分子量增加也即降低了硬链段的比例。由于醚键内聚能低,键的旋转位垒较小,随着聚醚相对分子质量的增加,链更柔顺,软段比例增加,故强度下降,弹性增加,永久变形增加。而对于聚酯二醇来说,软段长度对强度的影响并不很明显。这是因为分子中存在极性酯基,聚酯软段的分子量增加,酯基也增加,抵消了软段增加、硬段减少对强度的负面影响。另外,聚酯型聚氨酯的耐水解性能随聚酯链段长度的增加而降低,这是由于酯基增多的缘故;聚醚型聚氨酯的耐水解性能随聚醚链段长度的增加而提高。
4、 价格比较
聚醚类聚氨酯弹性体照比聚酯类聚氨酯弹性体在价格方面要高出很多,其主要原因:
(1)、聚醚类聚氨酯弹性体具备良好的耐水解性能、耐低温性能、耐弯曲性能。
(2)、构成TPU软段的聚醚类多元醇与聚酯多元醇相较之下,其生产原料价格较高。
(3)、聚醚类多元醇生产工艺照比聚酯类多元醇要复杂很多。
(4)聚醚类多元醇在反应过程中各工艺条件较难控制。
(5)、在生产聚醚类多元醇时,对生产设备的要求较高,同时,生产过程中还要注意采取一定防护措施。
五、结论
综上所述,聚醚型TPU具有高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好的优点。通常用于软泡、硬泡,硬质塑料和表面涂料、高回弹软质泡沫的加工生产。而聚醚型tpu具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐磨损性以及耐溶剂性能,不易氧化和耐较高温度等优点。主要用于软泡、硬泡、低密度半硬泡、软质涂料、弹性体和胶粘剂、实芯和微孔弹性体的生产。聚醚型tpu与聚酯型tpu产生差异的主要原因是由于其软段构成物分别为聚醚型低聚物多元醇及聚酯型低聚物多元醇,而tpu的软段成分又主要影响到热塑性聚氨酯的低温柔软性和长期耐老化性。

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